كيف يعمل المشتت الحراري عمل؟

تقليل الحرارة تُعدّ مُكوّنات أساسية في كل شيء، من الهواتف المحمولة إلى محركات السيارات، فهي تمنع ارتفاع درجة حرارة الأجهزة وتضمن أداءً مثاليًا. فكيف تعمل أجهزة التبريد هذه؟ إليك شرحًا علميًا لها.

كيف يعمل المشتت الحراري عمل؟

تعتمد معظمها على ثلاث آليات أساسية لنقل الحرارة للعمل، التوصيل - يتم نقل الحرارة من المكونات المولدة للحرارة إلى قاعدة معدنية من الألومنيوم أو النحاس أحواض الحرارة. الحمل الحراري - تنتقل الحرارة إلى الزعانف أو الأجزاء المرتفعة، ويحملها الهواء المتدفق طبيعيًا أو بواسطة مروحة. الإشعاع - تُطلق كمية صغيرة من الحرارة على شكل أشعة تحت حمراء، ذات تأثير ضئيل.

يتضمن ذلك تصادم جزيئات سريعة وبطيئة الحركة للأجسام الساخنة والباردة، ونقل الحرارة من الأجسام الساخنة إلى الباردة. لذلك، ينقل المشتت الحراري الحرارة من المكونات عالية الحرارة إلى وسائط منخفضة الحرارة كالهواء والماء بالتوصيل والحمل الحراري. ينقل الموصل الحراري في المبرد الحرارة إلى المشتت الحراري أو عمود الحرارة ذي مساحة تبديد حرارة كبيرة. أهم نقطة في تصميمه هي زيادة مساحة السطح الملامس لوسط التبريد المحيط. لذلك، يعتمد أداء المبرد على التصميم، ومعدل تدفق الهواء، والمادة، ومعالجة السطح، وما إلى ذلك.

لماذا يتم تصنيع المبددات الحرارية من المعدن؟

تُعد المعادن مثل الألومنيوم والنحاس مثاليةً للأسباب التالية: يُستخدم النحاس غالبًا كمادةٍ أساسية. فهو يُوصل الحرارة بكفاءةٍ تُضاهي ضعف كفاءة الألومنيوم، بموصلية حرارية تبلغ حوالي 400 واط/متر كلفن، مما يُوفر تبديدًا ممتازًا وسريعًا وفعالًا للحرارة. لكن عيبه هو أن النحاس أثقل بثلاث مرات من الألومنيوم، وهو أغلى ثمنًا، وأصعب تشكيلًا. الألومنيوم مادةٌ خفيفةٌ للغاية وغير مُكلفة، وتتميز بموصلية حرارية عالية، مما يجعله خيارًا جيدًا لمعظم مشتتات الحرارة. وهو أقوى هيكليًا عند استخدامه في صفائح رقيقة. ومع ذلك، فإن الألومنيوم يُوصل الحرارة بنصف كفاءة النحاس تقريبًا.

التطبيقات العملية لمبددات الحرارة:

أجهزة الكمبيوتر: تعمل وحدات تصريف الحرارة الخاصة بوحدة المعالجة المركزية أو وحدة معالجة الرسومات على منع ارتفاع درجة الحرارة أثناء التشغيل المكثف.

السيارات - تعمل المبردات على تبريد سائل تبريد المحرك لتجنب ارتفاع درجة الحرارة.

إضاءة قاد - تعمل مشعات الحرارة على إطالة عمر مصابيح قاد عالية الطاقة.

تُعدّ مشتتات الحرارة من العناصر الأساسية في الأجهزة الإلكترونية الحديثة، فهي تضمن عملها بسلاسة. سواءً كانت زعانف معدنية بسيطة أو أنظمة تبريد سائلة متطورة، فإن دورها في عالم التكنولوجيا لا يُضاهى.